[發明專利]一種深海洋流波動能壓電發電裝置

有效

• 申請號: 201810348910.7
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108448932B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 張泉;沈鑫;蒲華燕;汪小帆;羅均;彭艷;孫翊;楊毅;謝少榮
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;F03B13/12
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明公開了一種深海洋流波動能壓電發電裝置，該裝置包括箱體、扇葉結構、連接桿；箱體為內部為空腔的正方體，并在正方體的每個外表面上均與連接桿的一端固定連接，連接桿的另一端與扇葉結構連接；每個扇葉結構均包括四個壓電發電部和固定部，且壓電發電部均勻的布置在固定部的外側面上；每個壓電發電部均包括與固定部的外側面固定連接的平板、與平板固定連接的S形扇葉以及在平板的上下表面貼壓的壓電陶瓷片；本發明提供的裝置在工作時，箱體、扇葉結構、連接桿構成多自由度運動系統，在洋流波動能的激勵下產生相對運動，并通過壓電陶瓷片的正壓電效應實現機械能到電能的轉換，填補自供電深海探測器的空缺，且運動方式多，能量利用率高。

技術領域

本發明涉及洋流波動能發電技術領域，特別涉及一種深海洋流波動能壓電發電裝置。

背景技術

洋流波動能是海洋能源中蘊藏最為豐富的能源之一，且以機械能形式存在，開發過程對環境影響小，是品質最高的海洋能。

隨著現代科技的發展，各種基于壓電的海面漂浮式的自供電探測器被提出，但是上述自供電探測器的發電機原理復雜，運動方式少，能量利用率低，且只適用于海面漂浮發電。

發明內容

本發明的目的是提供一種深海洋流波動能壓電發電裝置，填補自供電深海探測器的空缺，且運動方式多，能量利用率高。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種深海洋流波動能壓電發電裝置，所述深海洋流波動能壓電發電裝置包括箱體、扇葉結構以及連接桿；所述箱體為內部為空腔的正方體，并在所述正方體的每個外表面上均與所述連接桿的一端固定連接，所述連接桿的另一端與所述扇葉結構連接；

每個所述扇葉結構均包括四個壓電發電部和固定部，且所述壓電發電部均勻的布置在所述固定部的外側面上；每個所述壓電發電部均包括與所述固定部的外側面固定連接的平板、與所述平板固定連接的S形扇葉以及在所述平板的上下表面貼壓的壓電陶瓷片；

工作時，所述箱體、所述扇葉結構、所述連接桿構成多自由度運動系統，在洋流波動能的激勵下產生相對運動，并通過所述壓電陶瓷片的正壓電效應實現機械能到電能的轉換。

可選的，所述平板的一端與所述固定部的外側面連接，所述平板的另一端與所述S形扇葉貼合，且所述平板與所述S形扇葉形成一體結構；所述平板為長方體薄板，所述S形扇葉是由兩個沿軸向拉伸的弧組合而成；所述平板的尺寸、所述S形扇葉的尺寸均依照與其他所述壓電發電部不發生位置干涉為原則進行調整。

可選的，所述平板的尺寸為5cm×3cm×1cm；所述S形扇葉的弧的半徑為4cm，且所述弧對應的圓心角為120度；所述S形扇葉的寬為3cm。

可選的，所述深海洋流波動能壓電發電裝置還包括傳感器探測系統和聲波通訊系統；所述傳感器探測系統和所述聲波通訊系統均固定在所述箱體的外表面上，且均與所述扇葉結構連接；所述傳感器探測系統用于獲取深海的水文信息；所述聲波通訊系統用于將采集的所述水文信息通過發射聲波發送至深海空間站或者潛艇；其中，所述傳感器探測系統包括溫度傳感器、鹽度傳感器和壓力傳感器。

可選的，所述深海洋流波動能壓電發電裝置還包括軸承；所述連接桿的一端通過所述軸承嵌套在所述固定部內，所述連接桿的另一端與所述箱體固定連接。

可選的，所述箱體為密封結構；在所述箱體的內部空腔的中間位置上安裝蓄水柜，并通過調整所述箱體內所述蓄水柜的水量來調整所述箱體在海內的深度。

可選的，所述箱體的尺寸、所述蓄水柜的尺寸均是根據實際情況調整。

可選的，所述箱體的外部尺寸為20cm×20cm×20cm，所述箱體的內部空腔的厚度為2cm；所述蓄水柜為正方體；所述蓄水柜的外部尺寸為10cm×10cm×10cm。